《UNIX網絡程式設計 卷1：套接字聯網API（第3版）》——2.2 總圖

本節書摘來自異步社群《unix網絡程式設計 卷1：套接字聯網api（第3版）》一書中的第2章，第2.2節，作者：【美】w. richard stevens , bill fenner , andrew m. rudoff著，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視

雖然協定族被稱為“tcp/ip”，但除了tcp和ip這兩個主要協定外，還有許多其他成員。圖2-1展示了這些協定的概況。

圖2-1中同時展示了ipv4和ipv6。從右向左檢視該圖，最右邊的5個網絡應用在使用ipv6；我們将在第3章中随sockaddr_in6結構講解af_inet6常值。随後的6個網絡應用使用ipv4。

最左邊名為tcpdump的網絡應用或者使用bsd分組過濾器（bsd packet filter，bpf），或者使用資料鍊路提供者接口（datalink provider interface，dlpi）直接與資料鍊路進行通信。處于其右邊所有9個應用下面的虛線标記為api，它通常是套接字或xti。通路bpf或dlpi的接口不使用套接字或xti。

這種情況存在一個例外：linux使用一種稱為sock_packet的特殊套接字類型提供對于資料鍊路的通路。我們将在第28章中詳細講述這個例外。

圖2-1中還标明traceroute程式使用兩種套接字：ip套接字用于通路ip，icmp套接字用于通路icmp。在第28章中，我們将開發ping和traceroute這兩個應用的ipv4和ipv6版本。

下面我們講解一下圖2-1中的每一個協定框。

ipv4　網際協定版本 4（internet protocol version 4）。ipv4（通常稱之為ip）自20世紀80年代早期以來一直是網際協定族的主力協定。它使用32位位址（見a.4節）。ipv4給tcp、udp、sctp、icmp和igmp提供分組遞送服務。

pv6　網際協定版本 6（internet protocol version 6）。ipv6是在20世紀90年代中期作為ipv4的一個替代品設計的。其主要變化是使用128位更大位址（見a.5節）以應對20世紀90年代網際網路的爆發性增長。ipv6給tcp、udp、sctp和icmpv6提供分組遞送服務。

當無需差別ipv4和ipv6時，我們經常把“ip”一詞作為形容詞使用，如ip層、ip位址等。

tcp　傳輸控制協定（transmission control protocol）。tcp是一個面向連接配接的協定，為使用者程序提供可靠的全雙工位元組流。tcp套接字是一種流套接字（stream socket）。tcp關心确認、逾時和重傳之類的細節。大多數網際網路應用程式使用tcp。注意，tcp既可以使用ipv4，也可以使用ipv6。

udp　使用者資料報協定（user datagram protocol）。udp是一個無連接配接協定。udp套接字是一種資料報套接字（datagram socket）。udp資料報不能保證最終到達它們的目的地。與tcp一樣，udp既可以使用ipv4，也可以使用ipv6。

sctp　流控制傳輸協定（stream control transmission protocol）。sctp是一個提供可靠全雙工關聯的面向連接配接的協定，我們使用“關聯”一詞來指稱sctp中的連接配接，因為sctp是多宿的，進而每個關聯的兩端均涉及一組ip位址和一個端口号。sctp提供消息服務，也就是維護來自應用層的記錄邊界。與tcp和udp一樣，sctp既可以使用ipv4，也可以使用ipv6，而且能夠在同一個關聯中同時使用它們。

icmp　網際控制消息協定（internet control message protocol）。icmp處理在路由器和主機之間流通的錯誤和控制消息。這些消息通常由tcp/ip網絡支援軟體本身（而不是使用者程序）産生和處理，不過圖中展示的ping和traceroute程式同樣使用icmp。有時我們稱這個協定為icmpv4，以便與icmpv6相差別。

igmp　網際組管理協定（internet group management protocol）。igmp用于多點傳播（見第21章），它在ipv4中是可選的。

arp　位址解析協定（address resolution protocol）。arp把一個ipv4位址映射成一個硬體位址（如以太網位址）。arp通常用于諸如以太網、令牌環網和fddi等廣播網絡，在點到點網絡上并不需要。

rarp　反向位址解析協定（reverse address resolution protocol）。rarp把一個硬體位址映射成一個ipv4位址。它有時用于無盤節點的引導。

icmpv6　網際控制消息協定版本6（internet control message protocol version 6）。icmpv6綜合了icmpv4、igmp和arp的功能。

bpf　bsd分組過濾器（bsd packet filter）。該接口提供對于資料鍊路層的通路能力，通常可以在源自berkeley的核心中找到。

dlpi　資料鍊路提供者接口（datalink provider interface）。該接口也提供對于資料鍊路層的通路能力，通常随svr4核心提供。

所有網際協定由一個或多個稱為請求評注（request for comments，rfc）的文檔定義，這些rfc就是它們的正式規範。習題2.1的答案說明如何獲得這些rfc。

我們使用術語“ipv4/ipv6主機”或“雙棧主機”表示同時支援ipv4和ipv6的主機。

tcp/ip協定的其他細節參見tcpv1。tcp/ip在4.4bsd上的實作參見tcpv2。